DE3337874C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches System gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige optische Systeme sind z. B. aus der DE-OS 22 11 476 bekannt.

Bei einem derartigen optischen System wird zur Ausrichtung von Ausrichtmarken einer Maske und eines Plättchens in den Abbildungsstrahlengang ein erster Umlenkspiegel 13 eingesetzt, der den Abbildungsstrahlengang in einen Beobachtungsstrahlengang umlenkt, woraufhin ein Bild P″ einer Ausrichtmarke P der Maske 3 abgebildet wird. Zusätzlich dazu werden in den Abbildungsstrahlengang ein zweiter Umlenkspiegel 16 und ein Objektiv 21 eingesetzt, die es erlauben, mit einem von einer zusätzlichen Lichtquelle 18 ausgehenden Strahlenbündel einer Ausrichtmarke P′ auf dem Plättchen zu beleuchten, wobei das am Plättchen reflektierte Licht in den Beobachtungsstrahlengang eingefügt wird, so daß die Ausrichtmarken P′ und P″ gleichzeitig beobachtet werden können.

Nachdem die Ausrichtung der Maske und des Plättchens unter Beobachtung der Ausrichtmarken erfolgt ist, müssen die in den Abbildungsstrahlengang eingefügten Bauelemente, d. h. der erste Umlenkspiegel 13, der zweite Umlenkspiegel 16 und das Objektiv 21 aus dem Abbildungsstrahlengang herausgefahren werden, um die Maske auf das Plättchen projizieren zu können. Bei einer erneuten Ausrichtung der Maske mit einem weiteren Plättchen müssen die oben genannten Bauelemente wiederum an die genau vorbestimmte Position innerhalb des Abbildungsstrahlengangs gebracht werden. Um die Bewegung dieser verfahrbaren Bauelemente mit der erforderlichen Genauigkeit ausführen zu können, ist eine sehr exakte Antriebsvorrichtung sowie eine Bewegungsführung, beispielsweise eine Bewegungsbahn, höchster Präzision erforderlich. Auf diese Weise ist ein konstruktiv aufwendiger Aufbau notwendig, der einen großen Bauraum erfordert und sehr zeit- und kostenintensiv in der Herstellung ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optisches System zur Ausrichtung von Ausrichtmarken zu schaffen, das in einfacher Weise eine gleichzeitige Beobachtung der Ausrichtmarken ermöglicht.

Diese Aufgabe wird anmeldungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist eine Strahlenteilervorrichtung vorgesehen, die ortsfest im Abbildungsstrahlengang angeordnet ist. Ein von einer einzigen Lichtquelle ausgehendes Strahlenbündel wird mittels der Strahlenteilervorrichtung in zwei Teil-Strahlenbündel aufgeteilt, die jeweils eine Ausrichtmarke beleuchten, wobei die von den Oberflächen zurückkehrenden bzw. an diesen reflektierten Teil- Strahlenbündel zur weiteren Auswertung, die an sich bekannt ist und deshalb an dieser Stelle nicht weiter beschrieben wird, einem Fotodetektor zugeführt werden.

Auf diese Weise ist das Einsetzen von optischen Elementen in den Abbildungsstrahlengang zur gleichzeitigen Beobachtung der Ausrichtmarken nicht notwendig, so daß alle diesbezüglichen konstruktiven Anforderungen hinsichtlich des Antriebs und der Führungs- und Positioniergenauigkeit entfallen und der Aufbau auf diese Weise sehr einfach ausgebildet werden kann.

Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläutert. Hierbei weist bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das optische System einen Polarisationsstrahlenteiler auf, der zwischen dem Plättchen und der Maske angeordnet ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine optische Anordnung, bei der ein erfindungsgemäß ausgebildetes optisches System in eine automatische Ausrichtungseinrichtung für eine Schritt- und Repetier-Ausrichtungs- und Belichtungsvorrichtung eingearbeitet ist;

Fig. 2 ein Beispiel von Ausrichtungsmarken, die bei der Erfindung Verwendung finden;

Fig. 3 eine optische Anordnung, bei der eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten optischen Systems in eine automatische Ausrichtungseinrichtung für eine Schritt- und Repetier-Ausrichtungs- und Belichtungsvorrichtung eingebaut ist; und

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten optischen Systems.

In Verbindung mit Fig. 1 wird nachfolgend eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei der das optische System in eine Ausrichtungseinrichtung für eine Schritt- und Repetier-Ausrichtungs- und Belichtungsvorrichtung eingebaut ist. Ein optisches Projektionssystem, das aus einer vorderen Linsengruppe 4-1 und einer hinteren Linsengruppe 4-2 besteht, wirft ein Bild einer Maske oder einer Strichplatte 1 (hiernach nur als Maske bezeichnet) im gleichen oder verkleinerten Maßstab auf ein auf einem Objekttisch 3 angeordnetes Plättchen 2. Zwischen den Linsengruppen 4-1 und 4-2 ist ein Strahlenteiler 5 als Teil des optischen Projektionssystems angeordnet. Der Strahlenteiler 5, dessen Funktionsweise von der Wellenlänge des verwendeten Strahles abhängt, ist so ausgebildet, daß er als Polarisationsstrahlenteiler für den Ausrichtungsstrahl und in einfacher Weise als Platte gleicher Dicke für den Belichtungsstrahl wirkt, wenn sich die Wellenlänge des Ausrichtungsstrahles von der des Belichtungsstrahles unterscheidet. Wenn man davon ausgehen kann, daß keine wesentliche Differenz in der Wellenlänge besteht, funktioniert das Element 5 als Strahlenteiler. Es ist zweckmäßig, den Strahlenteiler 5 beispielsweise an der Pupille des optischen Projektionssystems anzuordnen. Fig. 1 zeigt einen solchen Fall.

Die Hauptteile des optischen Projektionssystems sind die Linsengruppen 4-1 und 4-2 und der dazwischen angeordnete Strahlenteiler 5. Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung ist das optische Ausrichtungssystem an der Stelle des Strahlenteilers 5 eingesetzt. Dies stellt ein wichtiges Merkmal dieser Ausführungsform dar.

Bei diesem System ist eine Laserquelle 14 zur Erzeugung eines Laserstrahles vorgesehen, der über eine Sammellinse 13 auf einen polygonalen Spiegel 12 fällt, der den Strahl zur Abtastung ablenkt. Der Strahl passiert dann eine Relaislinse 10 und erreicht den Strahlenteiler 5. Der Strahl wird durch den Strahlenteiler 5 in zwei Strahlen aufgeteilt. Wenn es sich bei der Laserquelle um einen Polarisationslaser handelt, muß die Polarisationsrichtung des erzeugten Strahles vorgegeben werden bzw. es kann ein Element 9, beispielsweise eine λ/4 oder λ/2 Platte, zum Steuern des Polarisationszustandes eingebaut werden, wie in Fig. 1 gezeigt. Zwischen dem polygonalen Spiegel 12 und der Relaislinse 12 befindet sich ein anderer Strahlenteiler 11, der den Strahl auf ein fotoelektrisches Erfassungssystem richtet, das nachfolgend beschrieben wird. Wenn als Strahlenteiler 11 ein Polarisationsstrahlenteiler verwendet wird, wird die Polarisationsrichtung des auf die Relaislinse 10 fallenden Strahles entsprechend festgelegt. In diesem Fall wird als Element 9 eine λ/4 Platte eingesetzt, um den Polarisationszustand zu steuern. Wie vorstehend erläutert, ist der Strahlenteiler 5 an der Pupille der Linse angeordnet. Der Reflektionspunkt am polygonalen Spiegel 12 befindet sich in einer zur Pupille konjugierten Lage. Der vom Strahlenteiler reflektierte Strahl wird durch die Linsengruppe 4-2 auf die Oberfläche des Plättchens 3 gerichtet, auf der der Strahl abgebildet wird und diese Oberfläche in Abhängigkeit von der Ablenkung durch den polygonalen Spiegel 12 abtastet.

Die Relaislinse 10 ist in der Lage, die Aberration zu korrigieren, so daß durch die Linsengruppe 4-2 ein Punkt des Strahles auf der Oberfläche des Plättchens 2 ausgebildet wird. Der vom Plättchen 2 reflektierte Strahl wird wiederum über den Polarisationsstrahlenteiler 5 reflektiert und auf die Relaislinse 10 gerichtet, wonach der Strahl durch die Blende 15 auf das fotoelektrische Erfassungssystem gerichtet wird, das die Elemente 15-17 umfaßt. Unter diesen Elementen befindet sich eine Blende 15, die ein Dunkelfeld für die Erfassung vorsieht, eine Sammellinse 16 und ein Fotodetektor 17. Die Blende 15 ist so angeordnet, daß sie eine zum Reflektionspunkt des polygonalen Spiegels konjugierte Lage einnimmt. Der Reflektionspunkt ist unabhängig von der Rotation des Spiegels 12 fixiert, so daß der vom Plättchen 2 spiegelnd reflektierte Lichtstrahl an einem festen Punkt auf die Blende trifft. Der vom polygonalen Spiegel 12 projizierte Strahl ist schraffiert dargestellt. Es tritt hierbei der gleiche Effekt wie in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 1 32 851/1977 auf, daß der projizierte Strahl eine kleinere Breite besitzt als die Breite, mit der der Strahl das optische System von der Linsengruppe 4-2 zur Relaislinse passieren kann.

Am fotoelektrischen Erfassungssystem kann nur der gestreute Strahl erfaßt werden. Der nicht gestreute Strahl, d. h. der vom Plättchen spiegelnd oder normal reflektierte Strahl, verfolgt den auftreffenden Strahl zurück, d. h. der spiegelnd reflektierte Strahl besitzt eine solche Breite wie der schraffierte Teil des auftreffenden Strahles, so daß er von der Blende 15 blockiert wird. Der von den Rändern der automatischen Ausrichtungsmarken am Plättchen 2 gestreut reflektierte Strahl verläuft nicht zurück, sondern wird auf einen außerhalb des schraffierten Teiles befindlichen Bereich gerichtet. Somit werden an der Blende 15 das Streulicht und das nicht gestreute Licht in klarer Weise räumlich voneinander getrennt. Allein das Streulicht kann die Blende 15 passieren und den Fotodetektor 17 erreichen.

Der den Polarisationsstrahlenteiler 5 passierende Strahl wird zur Erfassung der erforderlichen Informationen auf der Strichplatte oder der Maske 1 verwendet. Dies wird nachfolgend im einzelnen beschrieben. Der Strahl, der den Strahlenteiler 5 passiert hat, wird auf eine λ/4 Platte 6 gerichtet, die die Polarisationsrichtung des Strahles nach der Reflektion durch einen Spiegel 8 ändert. Der vom Spiegel 8 reflektierte und in bezug auf seine Polarisationsrichtung von der λ/4 Platte geänderte Strahl wird nunmehr vom Strahlenteiler 5 reflektiert und durch die Linsengruppe 4-1 zur Rückseite der Maske 1 gerichtet, die dem Plättchen 2 gegenüberliegt.

Vom Prinzip der Abtastung mittels Laserstrahl her versteht es sich, daß der Strahl einen deutlichen Punkt auf der Strichplatte oder Maske 1 bilden muß. Dies wird über die Linse 7 und den Spiegel 8 erreicht. Bei der Linse 7 muß es sich um telezentrische Linse handeln, wenn sich der Strahlenteiler 5 an der Pupille des Projektives befindet. Der Punkt des Strahles kann gesteuert werden, indem der Spiegel 8 entlang der optischen Achse der Linse 7 bewegt wird.

Der von der Maske 1 reflektierte Strahl wird dann vom Strahlenteiler 5 über die λ/4 Platte 6 auf den Spiegel 8 reflektiert. Der Strahl wird vom Spiegel 8 reflektiert und passiert wiederum die λ/4 Platte 6. Aufgrund der Rotation der Polarisationsrichtung des Strahles passiert der Strahl nunmehr den Strahlenteiler 5 und wird über die Relaislinse 10 auf den Fotodetektor 17 gerichtet.

Derjenige Teil des optischen Systems, der die Linse 7 und den Spiegel 8 umfaßt, bildet ein optisches System nach Art eines Katzenauges. Hiermit kann über die Linsengruppe 4-1 des optischen Projektionssystemes ein Punkt des Laserstrahles auf der Strichplatte oder Maske 1 erzeugt werden. Somit ist es möglich, einen Laserstrahlpunkt sowohl auf der Maske 1 als auch auch dem Plättchen 2 auszubilden.

Wenn das optische Projektionssystem einschließlich der Linsengruppen 4-1 und 4-2 so ausgebildet ist, daß es an das Belichtungssystem angepaßt ist, beispielsweise eine g-Strahlung (Wellenlänge 436 nm), führt der von einer He-Ne Laserquelle (633 nm) erzeugte Ausrichtungsstrahl normalerweise zu einer großen Differenz in bezug auf die chromatische Aberration. Wenn daher der Strahl mit g-Strahlung auf der Maske 1 und dem Plättchen 2 fokussiert ist, ist der Strahl mit der 633 nm Wellenlänge auf dem Plättchen stark defokussiert. Bei dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der die optischen Elemente 7 etc. Verwendung finden, können jedoch mit dem Strahl mit 633 nm Wellenlänge sowohl auf der Maske 1 als auch auf dem Plättchen 2 scharf abgegrenzte Punkte erzeugt werden, ohne den Strahl mit g-Strahlung zu defokussieren.

Der von der Strichplatte oder der Maske 1 herrührende Strahl wird auch über den Streustrahl erfaßt. Dies ist offensichtlich, wenn man den schraffierten Bereich des Strahles betrachtet. Die Streustrahlsignale, die durch die durch die Ablenkung des polygonalen Spiegels 12 bewirkte Abtastung der Maske 1 und des Plättchens 2 erzeugt werden, werden vom Fotodetektor 17 erfaßt. Das Ausgangssignal des Fotodetektors 17 wird über einen Verstärker 18 und eine Impulserneuerungsschaltung 19 zu einem Signalverarbeitungssystem 20 geführt. In Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Signalverarbeitungssystems 20 wird die Relativlage zwischen der Maske 1 und dem Plättchen 2 beispielsweise mit Hilfe eines Plättchenantriebes 21 geändert.

Anstelle des Plättchens 2 kann auch die Strichplatte oder Maske 1 bewegt werden. In diesem Fall ist die Genauigkeit in der Bewegung entsprechend der Vergrößerung weniger kritisch.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform erfaßt das optische System das Plättchen 2 und die Maske 1 im wesentlichen unabhängig voneinander, so daß keine Überlagerung des Strahles für das Plättchen 2 und des Strahles für die Maske 1 stattfindet. Die erhaltenen Signale sind daher sehr beständig, so daß in der beschriebenen voneinander getrennten Weise eine hohe Erfassungsgenauigkeit erzielt werden kann. Diese Beständigkeit ist ein besonderer Vorteil der Erfindung und trifft auch auf die hiernach beschriebenen weiteren Ausführungsformen zu.

Die in Fig. 2 dargestellten Ausrichtungsmarken sind bekannt. Die Maske 1 weist die Marken 25 und das Plättchen 2 die gestrichelt dargestellten Marken 26 auf. Die Marken 25 und 26 werden entlang einer Abtastzeile 27 von einem Laserstrahl abgetastet. Die Abbildungen der Marken auf der Maske 1 und dem Plättchen 2 werden wie die in Fig. 2 gezeigten übereinander angeordneten Marken beobachtet. Der Streustrahl wird erfaßt, wenn er auf die Marken 25 und 26 trifft. Das Ergebnis dieser Erfassung wird in eine Reihe von elektrischen Impulsen umgewandelt. Durch Messung der Zeitintervalle zwischen den einzelnen Impulsen kann die Relativlage zwischen der Maske 1 und dem Plättchen 2 erfaßt werden.

In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, die sich von der der Fig. 1 dadurch unterscheidet, daß eine Relaislinse 31 verwendet wird, da der verwendete Laserstrahl und der Aufbau des fotoelektrischen Erfassungssystems verschieden sind. Bei dem in Fig. 3 dargestellten System wird das Plättchen 2 über die Linsen 31, 10, 4-2 und die Maske 1 über die Linsen 31, 10, 7, 4-1 abgetastet. Beide Abtastsysteme sollten sogenannte f-R Charakteristika aufweisen, d. h. eine gleichmäßige Geschwindigkeit, mit der sich der Abtastpunkt auf der abzutastenden Oberfläche über den abzutastenden Bereich bewegt. Die Abbildung des Punktes ist in Fig. 3 dargestellt, wobei der schraffierte Bereich den wirksamen Durchmesser des Laserstrahles darstellt, wie bei der Ausführungsform der Fig. 1.

Unterschiedlich gegenüber der Ausführungsform der Fig. 1 ist das fotoelektrische Erfassungssystem abstromseitig des Strahlenteilers 11. Dieses System umfaßt eine Pupillenabbildungslinse 32, einen Polarisationsstrahlenteiler 33, Blenden 15 und 15, Sammellinsen 16 und 16 und Fotodetektoren 17 und 17.

Die beiden Strahlen von der Maske 1 und dem Plättchen 2, die danach über den Strahlenteiler 5 vereinigt werden, weisen unterschiedliche Polarisationsrichtungen auf, die senkrecht aufeinander stehen. Aus diesem Grunde wird der Strahlenteiler 33 verwendet.

Die Polarisation des auf den Polarisationsstrahlenteiler 5 auftreffenden Strahles muß derart sein, daß sowohl P- als auch S-Komponenten vorhanden sind, so daß eine Aufteilung in einen auf die Maske 1 und einen auf das Plättchen 2 gerichteten Strahl stattfinden kann. Wenn eine einen polarisierten Laserstrahl erzeugende Quelle verwendet wird, kann die Polarisationsrichtung des abgegebenen Strahles in geeigneter Weise festgelegt werden. Es ist jedoch auch möglich, eine λ/4 Platte 9 zu verwenden, um einen Strahl mit P- und S-Komponenten zu erhalten. In einem solchen Falle ist eine zusätzliche λ/4 Platte 9′ erforderlich. In jedem Fall weist der von dem Strahlenteiler 5 wieder in einen einzigen Strahl umgewandelte Strahl 2 Informationsteile auf, wobei es sich zum einen um die Information des Plättchens 2 als in eine bestimmte Richtung polarisierter Strahl und zum anderen um die Information der Maske 1 als in eine dazu senkrechte Richtung polarisierter Strahl handelt. Das fotoelektrische Erfassungssystem der Fig. 3 ist so ausgebildet, daß es wieder eine Trennung in die entsprechenden Signale durchführt, die getrennt voneinander elektrisch verarbeitet werden. In diesem Fall kann der Strahl von der Maske 1 in einem Hellfeld erfaßt werden, da das Objekt aus Glas und Chrom oder Chromoxid besteht, die recht unterschiedliche Reflektionsfaktoren aufweisen. Um das Hellfeld vorzusehen, kann die zugehörige Blende 15 durch ein transparentes Glas 34 ersetzt werden, oder die Blende 15 kann einfach weggelassen werden. Der Strahl vom Plättchen 2 hingegen wird aufgrund des besseren Signal-Rausch-Verhältnisses besser in einem Dunkelfeld erfaßt. Die im Dunkelfeld erfaßte Lichtmenge ist um eine Stufe kleiner als die in einem Hellfeld ermittelte Menge. Wenn der Strahl von der Maske 1 in einem Hellfeld erfaßt wird, ist es möglich, das Verhältnis zwischen der P-Polarisationskomponente zur S-Polarisationskomponente des zuerst auf den Polarisationsstrahlenteiler auftreffenden Strahles beispielsweise so zu steuern, daß die Polarisationsrichtung des erzeugten Laserstrahles derart geändert wird, daß das Plättchen 2 eine größere Lichtmenge empfängt. Selbst wenn infolge von Dickenschwankungen des Fotoresistes das Ausgangssignal des Hellfeldes des Plättchens 2 Schwankungen ausgesetzt ist, ist die über die Polarisation durchgeführte Trennung wirksam genug, um das Hellfeldausgangssignal der Strichplatte oder Maske 1 beständig zu halten.

Das System der Fig. 3 umfaßt des weiteren ein Bildaufsichtsystem 35 und ein Okular 36, um ein optisches Beobachtungssystem für die Maske 1 und das Plättchen 2 zu bilden. Ein derartiges Beobachtungssystem ist für die Funktionsweise der Vorrichtung wünschenswert. Aus Gründen der Einfachheit ist ein derartiges System jedoch nur in Fig. 3 gezeigt und aus den Fig. 1 und 4, die nachfolgend beschrieben wird, weggelassen worden.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der ein optisches Beobachtungssystem, das die Elemente 41, 5 und 42 umfaßt, zwischen das optische Projektionssystem 40 und das Plättchen 2 eingesetzt ist. Bei den optischen Elementen 41, 5 und 42 handelt es sich um zwischengeschaltete optische Elemente, die jeweils mit einer Vergrößerung von 1 : 1 versehen sind, so daß sich durch die Einschaltung dieser Elemente die Fokussierung und die Bildvergrößerung nicht ändern. Es ist auch in diesem Fall wünschenswert, daß ein Polarisationsstrahlenteiler 5 verwendet wird. Die Funktionen der λ/4 Platte 6, der Korrekturlinse 45 und des Reflektionsspiegels 8 entsprechen denen der Ausführungsformen der Fig. 1 und 3.

Diese Ausführungsform ist insofern vorteilhaft, als daß das Plättchen 2 direkt beobachtet werden kann, d. h. nicht über ein optisches Projektionssystem 40. Selbst wenn die numerische Apertur NA des optischen Projektionssystems klein ist, kann ein hoher Genauigkeitsgrad in bezug auf die Ausrichtung erforderlich sein. In einem solchen Fall existiert das Problem, daß das Plättchen mit einer so hohen Auflösung wie möglich beobachtet wird. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Maskenschablone infolge ihrer Schärfe an den Schablonenrändern einfach beobachtet werden kann, während das Plättchen 2 eine komplizierte Struktur besitzt. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann die numerische Apertur des optischen Beobachtungssystems unabhängig von der NA des optischen Projektionssystem ausgewählt werden, so daß der Durchmesser des Abtastpunktes kleiner ausgebildet sein kann als bei der Beobachtung des Plättchens 2 durch das optische Projektionssystem 40. Die Reduktion des Durchmessers des Abtastpunktes entspricht dem Anstieg der NA des Abtastpunktes. Wenn die numerische Apertur des Abtastpunktes ohne Änderung der NA des optischen Projektionssystems erhöht wird, kann man es sich nicht erlauben, den Streustrahl herauszunehmen und somit das Ausgangssignal des fotoelektrischen Detektors herabzusetzen. Wie man aus Fig. 4 entnehmen kann, entspricht dies einem Anstieg des schraffierten Bereiches und einer Abnahme des nicht schraffierten Bereiches des gesamten Strahles. Deshalb ist ein System, daß das Plättchen 2 direkt beobachtet, von Vorteil, da das Plättchen 2 mit einer größeren NA beobachtet werden kann als bei dem optischen Projektionssystem 40.

Ferner ist diese Ausführungsform insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Übertragungsfaktor des optischen Projektionssystems 40 nicht so hoch ist, da das schwierig zu beobachtende Plättchen 2 ohne Beeinträchtigung durch den relativ niedrigen Übertragungsfaktor direkt beobachtet wird. Der von der Maske oder Strichplatte 1 herrührende Strahl wird einmal vom Spiegel 8 reflektiert und dann aufgrund der Wirkung der λ/4 Platte 6 vom Polarisationsstrahlenteiler reflektiert. Danach wird der Strahl durch das optische Projektionssystem 40 auf eine nicht gezeigte Maske 1 gerichtet, an der er gestreut reflektiert und zurückgeführt wird. Bei dieser Ausführungsform findet eine Pupillenabbildungslinse 44 und ein Ortsfrequenzfilter 15 Verwendung, so daß ein ähnlicher Aufbau erhalten wird wie bei der Ausführungsform der Fig. 1. Es sind jedoch auch andere Ausgestaltungen, beispielsweise ähnlich der der Fig. 3, möglich. Da das Signal-Rausch-Verhältnis des Streustrahles von der Maske 1 besser ist, kann mit der Ausführungsform der Fig. 4 ein zufriedenstellendes Signal erhalten werden.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Polarisationsstrahlenteiler zwischen der Maske 1 und dem optischen Projektionssystem anzuordnen. Hierfür wird auf eine detaillierte Erläuterung verzichtet, da das optische System der Fig. 4 als solches Verwendung finden kann.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine Abtastung mittels Laserstrahl beschränkt, sondern auch für andere automatische Ausrichtungsverfahren geeignet, beispielsweise für solche, die einen TV- oder einen Bildsensor verwenden.

Vorstehend wurde erläutert, daß die erste Aufgabe des Strahlenteilers 5 darin besteht, den auftreffenden Strahl in Richtung auf die Maske und das Plättchen aufzuteilen, und die zweite Aufgabe, die dadurch abgelenkten Strahlen auf den Fotorezeptor 17 zu richten. Zur Lösung dieser beiden Aufgaben können jedoch anstelle des Strahlenteilers 5 auch zwei Strahlenteiler vorgesehen sein. Bei der Ausführungsform der Fig. 1 wird hierzu beispielsweise ein zusätzlicher Satz einer Relaislinse 10, eines Strahlenteilers 5, einer λ/4 Platte, einer Linse 7 und eines Spiegels 8 unmittelbar über dem vorhandenen Satz angeordnet. Der zusätzliche Satz dient dazu, die reflektierten Strahlen auf den Fotorezeptor 17 zu richten, während der bereits vorhandene Satz nur die Aufgabe hat, den Strahl vom polygonalen Spiegel 12 auf die Maske 1 und das Plättchen 2 zu richten. Es versteht sich, daß hierbei der Strahlenteiler 11 nicht erforderlich ist.

Wie vorstehend erläutert, werden durch die vorliegende Erfindung, bei der der Polarisationsstrahlenteiler zwischen der Maske 1 und dem Plättchen 2 angeordnet und die Bezugsfläche 8 damit in Verbindung gebracht ist, gleichzeitig die bei den Systemen des Standes der Technik vorhandenen Beschränkungen eliminiert.

Mit der vorliegenden Erfindung kann der Einfluß der chromatischen Aberrationsdifferenz zwischen dem Ausrichtungsstrahl und dem Belichtungsstrahl beseitigt werden. Die Fokussierung mit dem Ausrichtungsstrahl ist möglich, ohne die Beziehung zwischen der Maske 1 und dem Plättchen 2 zu verändern, die eine optisch konjugierte Lage einnehmen. Die Wellenlänge des Ausrichtungsstrahles kann ein einer weniger begrenzten Weise ausgewählt werden.

Darüberhinaus findet durch die vorliegende Erfindung keine Überlagerung zwischen dem Maskenstrahl und dem Plättchenstrahl statt, so daß diese unabhängig voneinander aufgenommen werden können und eine beständige und zuverlässige Messung möglich gemacht wird, die mit einer Verbesserung in der Erfassungsgenauigkeit verbunden ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann das Plättchen unmittelbar mit einer größeren numerischen Apertur beobachtet werden. Durch dieses System, mit dem die Beschränkungen in bezug auf die NA des optischen Projektionssystems beseitigt werden können, ist man in der Lage, die Genauigkeit der automatischen Ausrichtung zu verbessern.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann die Anordnung so ausgebildet werden, daß sie dem Übertragungsfaktor des optischen Projektionssystems gerecht wird. Es ist somit möglich, ein optisches Projektionssystem zu verwenden, das einen niedrigen Übertragungsfaktor für den Ausrichtungsstrahl aufweist.

Erfindungsgemäß wird somit ein optisches System zur Erfassung von Ausrichtungsmarken vorgeschlagen, das bei einer automatischen Ausrichtungsvorrichtung verwendbar ist, bei der Ausrichtungsmarken eines Plättchens und einer Maske von einem Laserstrahl abgetastet werden, um deren Fehlausrichtung zu erfassen. Der Laserstrahl tastet die der Maske gegenüberliegende Oberfläche des Plättchens und die dem Plättchen gegenüberliegende Oberfläche der Maske ab, d. h. die Vorderseite des Plättchens und die Rückseite der Maske. Die von den Flächen reflektierten Lichtstrahlen werden einem oder mehreren Fotodetektoren zugeführt.

Claims (7)

1. Optisches System zur Ausrichtung von Ausrichtmarken einer Maske und eines Plättchens, mit
einem Projektionssystem, daß zwischen der Maske und dem Plättchen angeordnet ist und mittels dessen ein Bild der Maske auf das Plättchen projizierbar ist, und
einem Beleuchtungssystem, mittels dessen die der Maske zugewandte Oberfläche des Plättchens beleuchtet werden kann,
dadurch gekennzeichnet, daß das Beleuchtungssystem desweiteren die dem Plättchen (2) zugewandte Oberfläche der Maske (1) beleuchten kann, indem eine Strahlenteilervorrichtung (5, 11) vorgesehen ist, die ein von einer Lichtquelle des Beleuchtungssystems abgegebenes Strahlenbündel derart in ein erstes und ein zweites Strahlenbündel aufteilt, daß das erste Strahlenbündel auf eine der Oberflächen gerichtet wird, während das zweite Strahlenbündel auf die andere Oberfläche gerichtet wird, wobei die an den Oberflächen reflektierten Strahlenbündel einem Fotodetektor (17) zugeführt werden.

2. Optisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenteilervorrichtung einen Polarisationsstrahlenteiler (5) umfaßt und daß eine Vorrichtung (6, 7, 8) zur Änderung der Polarisation vorgesehen ist, wobei das erste Strahlenbündel direkt auf eine der Oberflächen gerichtet ist, während das zweite Strahlenbündel in die Vorrichtung (6, 7, 8) zur Änderung der Polarisation eintritt, von dieser auf den Polarisationsstrahlenteiler (5) zurückfällt und mittels des Polarisationsstrahlenteilers (5) auf die andere Oberfläche gerichtet ist.

3. Optisches System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Oberfläche des Plättchens (2) spiegelnd reflektierten Lichtstrahlen mittels einer Blende (15) ausblendbar sind.

4. Optisches System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenteilervorrichtung (5, 11) zwischen dem Projektionssystem und einem Objekttisch (3) angeordnet ist.

5. Optisches System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenteilervorrichtung (5, 11) zwischen dem Projektionssystem und der Maske (1) angeordnet ist.

6. Optisches System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Projektionssystem eine erste Linsengruppe (4-1) und eine zweite Linsengruppe (4-2) hat, und daß die Strahlenteilervorrichtung (5, 11) zwischen der ersten (4-1) und der zweiten (4-2) Linsengruppe angeordnet ist.

7. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Photodetektor (17) die Lichtstrahlen von der Maske (1) und dem Plättchen (2) durch die Strahlenteilervorrichtung (5, 11) erfaßt.